一种基于化学镀钯的光纤氢气传感器制备方法及检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于化学镀钯的光纤氢气传感器检测装置，包括光谱仪和宽带光源，光谱仪和宽带光源均通过光纤与一耦合器连接；耦合器另一端通过光纤穿过一气室，与设置于气室中的光纤氢气传感器连接；气室设有进气孔；该装置还包括氢气瓶和氮气瓶，氢气瓶和氮气瓶通过管路与一气体流量计连接，气体流量计的出气口通过管路与气室的进气孔连接。该检测装置实现了对光纤氢气传感器的迅速检测。现了对光纤氢气传感器的迅速检测。现了对光纤氢气传感器的迅速检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于化学镀钯的光纤氢气传感器制备方法及检测装置


[0001]本专利技术涉及氢气检测领域，具体涉及一种基于化学镀钯的光纤氢气传感器制备方法及检测装置。

技术介绍

[0002]H2是一种高效、环保、储量丰富、燃烧价值高，具有生态效益和经济效益的新能源，为解决环境保护与经济持续增长的两难困境提供了一条出路。但是氢气在空气中扩散系数高(0.16cm/s)，点火能量低(0.018mj)，燃烧热高(285.8kJ/mol)，爆炸浓度范围宽(4％～75％)，是一种易燃易爆气体。因此在氢的制备、储存或运输中存在潜在的危险。为了降低爆炸风险，需要一种技术能实现对H2浓度的高灵敏度、高精度、快速、实时、在线、远程监测。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于化学镀钯的光纤氢气传感器检测装置，以实现对光纤氢气传感器检测性能的检验。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于化学镀钯的光纤氢气传感器检测装置，包括光谱仪和宽带光源，光谱仪和宽带光源均通过光纤与一耦合器连接；耦合器另一端通过光纤穿过一气室，与设置于气室中的光纤氢气传感器连接；气室设有进气孔；该装置还包括氢气瓶和氮气瓶，氢气瓶和氮气瓶通过管路与一气体流量计连接，气体流量计的出气口通过管路与气室的进气孔连接。
[0005]按上述方案，所述气室为有机玻璃材料。
[0006]按上述方案，所述气室的供光纤穿过的开口以及进气孔通过铝合金螺纹盖封闭。
[0007]一种基于化学镀钯的光纤氢气传感器制备方法，包括以下步骤，
[0008]S1、分别用丙酮、无水乙醇以及去离子水将光纤布拉格光栅超声清洗5分钟；
[0009]S2、用0.5g SnCl2和0.05ml浓HCl组成的敏化液将光纤布拉格光栅敏化处理10分钟；
[0010]S3、用0.05g PdCl2和0.05ml浓HCl组成的活化液将光纤布拉格光栅活化处理10分钟；
[0011]S4、使用水合肼作为还原剂，将光纤布拉格光栅浸入5g乙二胺四乙酸二钠、5ml氨水、0.1g PdCl和20ml去离子水组成的混合溶液中沉积，沉积时间28～32分钟，沉积时混合溶液温度为60℃；沉积完成后光纤布拉格光栅表面附有50nm厚的Pd薄膜。
[0012]本专利技术的有益效果是：通过设置的氢气瓶和氮气瓶以及流量计控制输入气室内的氮气及氢气的浓度，并通过光谱仪获取光纤氢气传感器的检测结果，从而实现对光纤氢气传感器的检测效果的检验。
[0013]进一步地，提供了一种光纤氢气传感器的化学镀钯方法，降低了光纤氢气传感器的制备成本，提高了光纤氢气传感器的响应速度和灵敏度。
附图说明
[0014]图1为本专利技术一实施例的基于化学镀钯的光纤氢气传感器检测装置结构示意图；
[0015]图2为本专利技术一实施例的光纤氢气传感器结构示意图。
[0016]图中：1
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宽带光源，2
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光谱仪，3
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耦合器，4
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气室，5
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光纤氢气传感器，6
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进气孔，7
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氢气瓶，8
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氮气瓶，9
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气体流量计，10
‑
镀钯薄膜，11
‑
光纤布拉格光栅。
具体实施方式
[0017]为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0018]参见图1，一种基于化学镀钯的光纤氢气传感器检测装置，包括光谱仪2和宽带光源1，光谱仪2和宽带光源1均通过光纤与一耦合器3连接；耦合器3另一端通过光纤穿过一气室4，与设置于气室4中的光纤氢气传感器5连接；气室4设有进气孔6；该装置还包括氢气瓶7和氮气瓶8，氢气瓶7和氮气瓶8通过管路与一气体流量计9连接，气体流量计9的出气口通过管路与气室4的进气孔6连接。
[0019]进一步地，气室4为有机玻璃材料。
[0020]进一步地，气室4的供光纤穿过的开口以及进气孔6通过铝合金螺纹盖封闭。
[0021]一种基于化学镀钯的光纤氢气传感器制备方法，包括以下步骤，
[0022]S1、分别用丙酮、无水乙醇以及去离子水将光纤布拉格光栅超声清洗5分钟；
[0023]S2、用0.5g SnCl2和0.05ml浓HCl组成的敏化液将光纤布拉格光栅敏化处理10分钟；
[0024]S3、用0.05g PdCl2和0.05ml浓HCl组成的活化液将光纤布拉格光栅活化处理10分钟；
[0025]S4、使用水合肼作为还原剂，将光纤布拉格光栅浸入5g乙二胺四乙酸二钠、5ml氨水、0.1g PdCl和20ml去离子水组成的混合溶液中沉积，沉积时间30分钟，沉积时混合溶液温度为60℃；沉积完成后光纤布拉格光栅表面附有50nm厚的Pd薄膜。
[0026]利用上文所述的检测装置对制备的光纤氢气传感器进行检测：首先向气室4内通入氮气，待气流稳定后，相应的反射谱布拉格中心波长峰值为1550nm，开始通入浓度为2％的氢气，反射谱谱的布拉格中心波长有明显的漂移，对传感器进行氢气浓度测试分析，得到如下结论：对浓度为2％的氢气，传感器反射谱的布拉格中心波长漂移约6.25nm，响应时间为30min，灵敏度3.125nm/H％。
[0027]以上所述仅为本专利技术的实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于化学镀钯的光纤氢气传感器检测装置，其特征在于：包括光谱仪和宽带光源，光谱仪和宽带光源均通过光纤与一耦合器连接；耦合器另一端通过光纤穿过一气室，与设置于气室中的光纤氢气传感器连接；气室设有进气孔；该装置还包括氢气瓶和氮气瓶，氢气瓶和氮气瓶通过管路与一气体流量计连接，气体流量计的出气口通过管路与气室的进气孔连接。2.根据权利要求1所述的基于化学镀钯的光纤氢气传感器检测装置，其特征在于：所述气室为有机玻璃材料。3.根据权利要求1所述的基于化学镀钯的光纤氢气传感器检测装置，其特征在于：所述气室的供光纤穿过的开口以及进气孔通过铝合金螺纹盖封闭。4.一种基于化学镀钯的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马子琦，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：